خرید btc بدون درک ساختار منحصربه‌فرد احتمالاً خیلی با اهداف بیت کوین همخوانی ندارد. در ساختار بیت کوین در اصل از مکانیزم اثبات کار (Proof of Work) استفاده شده که سنگ بنای غیرقابل‌انکار امنیت بلاک‌ چین‌هایی مثل بیت کوین است. در این رقابت انرژی‌بر، ماینرها با صرف قدرت محاسباتی، معمای رمزنگاری را حل می‌کنند تا تراکنش‌ها را تایید کرده و از حملات هرزنامه و دوبار خرج کردن جلوگیری نمایند. با توجه به اهمیت این مسئله در این مقاله اجماع اثبات کار و مزایا و معایب آن را بررسی خواهیم کرد.

اجماع اثبات کار چیست؟

اجماع اثبات کار (PoW) مکانیزم اصلی است که توسط بلاک‌ چین‌های بزرگی مثل بیت‌ کوین برای تأیید تراکنش‌ها، تولید بلاک‌های جدید و تضمین امنیت شبکه استفاده می‌شود. در این سیستم، شرکت‌کنندگانی به نام ماینرها (Miners) برای حل یک مسئله پیچیده ریاضی و رمزنگاری رقابت می‌کنند. این مسئله نیازمند صرف مقدار زیادی قدرت محاسباتی و انرژی الکتریکی است؛ به همین دلیل به آن اثبات کار می‌گویند.

اولین ماینری که پاسخ درست را پیدا کند، حق دارد بلاک بعدی تراکنش‌ها را به زنجیره اضافه کند و در ازای کار خود، توکن‌های جدیدی (پاداش بلاک) و کارمزد تراکنش‌ها را به دست آورد. این فرآیند دو هدف اصلی را دنبال می‌کند: اول تضمین می‌کند که هیچ کس نتواند به راحتی بر شبکه مسلط شود (چون نیاز به کنترل بیش از ۵۱ درصد از کل قدرت محاسباتی شبکه دارد) و دوم، از حملات هرزنامه و دوبار خرج کردن (Double Spending) جلوگیری می‌کند. این مکانیزم سخت و گران، پایه و اساس امنیت غیرمتمرکز بیت کوین است.

مزایا و معایب proof of work

اثبات کار به دلیل سادگی و کارایی خود در ایجاد امنیت بلاک‌ چین، همچنان مورد احترام است. بزرگ‌ترین مزیت آن اثبات غیرقابل تغییر بودن (Immutability) است؛ هزینه بسیار بالای انرژی مورد نیاز برای حل معماها، حمله به شبکه و دستکاری تراکنش‌های گذشته را عملاً غیرممکن می‌سازد. این امر منجر به غیرمتمرکزسازی بسیار قوی می‌شود، زیرا قدرت در بین هزاران ماینر در سراسر جهان پخش شده است. در نتیجه، PoW بالاترین سطح امنیت و مقاومت در برابر سانسور را ارائه می‌دهد.

با این حال عیب اصلی PoW، مصرف بسیار زیاد انرژی الکتریکی است که اثرات زیست‌محیطی آن مورد انتقاد جدی قرار گرفته است. برای مثال مصرف زیاد انرژی توسط بیت کوین به قدری در سطح بین‌المللی مهم بود که شرکت تسلا تصمیم گرفت آن را از روش‌های پرداختش حذف کند.

دومین مشکل، مقیاس‌پذیری پایین است؛ حل معماهای سخت زمان‌بر است و تعداد تراکنش‌هایی که می‌توانند در یک ثانیه پردازش شوند (TPS) محدود است (مانند ۷ تراکنش در ثانیه برای بیت کوین). این سرعت پایین باعث افزایش کارمزدهای تراکنش در زمان ازدحام شبکه می‌شود و آن را برای کاربردهای روزمره نامناسب می‌کند.

تفاوت اثبات کار و اثبات سهام

اثبات کار (Proof of Work) امنیت را با استفاده از انرژی و هزینه‌های فیزیکی تضمین می‌کند، در حالی که PoS امنیت را با استفاده از سرمایه و توکن‌های قفل‌شده تضمین می‌کند. PoW شبکه‌هایی بسیار امن و کند ایجاد می‌کند، در حالی که PoS به سمت شبکه‌هایی سریع‌تر و کم‌مصرف‌تر حرکت می‌کند.

ویژگی	اجماع اثبات کار (Proof of Work یا PoW)	اجماع اثبات سهام (Proof of Stake یا PoS)
روش تأیید	ماینینگ (Mining): حل معمای رمزنگاری با استفاده از قدرت محاسباتی (انرژی).	استیکینگ (Staking): قفل کردن توکن‌های بومی شبکه به‌عنوان وثیقه.
تعیین حق تولید بلاک	برنده شدن در مسابقه حل معما (شانس بالاتر برای ماینری با قدرت بیشتر).	انتخاب شدن به صورت تصادفی (شانس بالاتر برای کسی که توکن بیشتری استیک کرده).
هزینه اصلی	انرژی الکتریکی و سخت‌افزار گران‌قیمت (ASIC).	سرمایه اولیه (مقدار توکن‌های قفل‌شده).
مقیاس‌پذیری (سرعت)	پایین (مانند بیت‌کوین)؛ به‌طور ذاتی کندتر است.	بالا (مانند سولانا و اتریوم پس از ارتقاء)؛ می‌تواند سریع‌تر باشد.
تمرکزگرایی	به دلیل هزینه سخت‌افزار، ممکن است به سمت مزارع ماینینگ متمرکز شود.	ممکن است به سمت نهنگ‌ها (کسانی که توکن زیادی دارند) متمرکز شود.

محاسبه سودآوری ماینینگ

در تصویر زیر نقشه جهانی هزینه تخمینی برق مورد نیاز برای استخراج (ماینینگ) یک واحد بیت کوین در کشورهای مختلف نشان داده شده است. این اطلاعات برای ماینرها و تحلیلگران اقتصادی خیلی مهم است، چون هزینه برق عامل اصلی تعیین‌کننده سودآوری عملیات اثبات کار است.

در این نقشه بر اساس رنگ‌ها، کشورها از کم‌هزینه‌ترین (سبز و آبی روشن) تا پر هزینه‌ترین (قرمز و بنفش تیره) دسته‌بندی شده است. مناطقی با رنگ‌های سبز و آبی (زیر ۲۵,۰۰۰ دلار) ارزان‌ترین محل‌ها برای ماینینگ هستند. به عنوان مثال، کشورهایی مانند سودان با ۳,۹۷۷ دلار، ونزوئلا با ۳,۹۷۰ دلار و ایران جزو مناطق با هزینه بسیار پایین محسوب می‌شوند.

در مقابل، کشورهای اروپایی بالاترین هزینه‌ها را دارند. مثلاً هزینه استخراج یک BTC در ایرلند، در ایتالیا و در آلمان بیشتر از ۲۵۰٬۰۰۰ دلار تخمین زده شده است.

برای ایران در این نقشه ادعا شده که هزینه استخراج هر واحد بیت کوین فقط حدود ۱٬۳۰۰ دلار است. با این حال کارشناسان بازار کریپتو خیلی با این جدول موافق نبوده‌اند. برخی منابع اعلام کرده‌اند که به خاطر هاوینگ ۲۰۲۴، کاهش قیمت روز بیت کوین و همین طور افزایش هزینه‌های عملیاتی و برق صنعتی، هزینه استخراج بیت کوین به ۴۰٬۰۰۰ تا ۵۰٬۰۰۰ دلار رسیده‌ است. گفتنی است که پاداش بلاک بیت کوین در ابتدا ۵۰ BTC بود، اما تاکنون چندین بار طی هاوینگ‌های مختلف نصف شده و از هاوینگ سال ۲۰۲۴ به ۳.۱۲۵ بیت کوین رسیده است.

علاوه بر این طبق این منابع سود روزانه استخراج BTC به‌طور متوسط می‌تواند ۳۵ دلار به ازای هر دستگاه باشد که ماهیانه تقریباً ۱,۰۰۰ دلار می‌شود. اما این سود خالص نیست و به شدت تحت تاثیر چالش‌هایی مثل مجوز ماینینگ، قیمت روز بیت کوین، هزینه برق و مکان مناسب قرار می‌گیرد. به خاطر همین بعضی از افراد باور دارند گاهی اوقات خرید btc از ماین کردن آن به‌صرفه‌تر است!

جمع‌بندی

اثبات کار (PoW) امنیتی کم‌نظیر را با تکیه بر هزینه بسیار بالای انرژی تضمین می‌کند و این مقاومت عالی در برابر سانسور و دستکاری، بزرگ‌ترین مزیت آن است. با این حال، مصرف عظیم انرژی و مقیاس‌پذیری محدود (سرعت پایین تراکنش‌ها) چالش‌های جدی هستند که زمینه را برای ظهور رقبای سریع‌تر و کم‌مصرف‌تر مانند اثبات سهام (PoS) فراهم کرده‌اند. با این وجود، این چالش‌ها جایگاه PoW را به عنوان امن‌ترین بستر برای ذخیره ارزش درازمدت (مانند بیت کوین) متزلزل نمی‌کند.

سوالات متداول

اثبات کار چیست؟

اثبات کار (PoW) مکانیزم اجماعی است که در آن ماینرها برای افزودن بلاک‌های جدید به بلاک‌ چین، با صرف قدرت محاسباتی و انرژی، یک معمای رمزنگاری پیچیده را حل می‌کنند.

چگونه اثبات کار از شبکه محافظت می‌کند؟

این مکانیزم با اجبار ماینرها به صرف انرژی زیاد، هزینه حمله و دستکاری شبکه را بسیار بالا می‌برد و از حملاتی مانند دوبار خرج کردن (Double Spending) جلوگیری می‌کند.

چرا اثبات کار انرژی زیادی مصرف می‌کند؟

برای اینکه حل معمای رمزنگاری سخت و پرهزینه باشد و امنیت اقتصادی شبکه تضمین شود، الگوریتم‌ها عمداً طراحی شده‌اند که نیاز به حدس‌های بسیار زیادی داشته باشند.

آیا اثبات کار امن است؟

بله، اثبات کار (به‌ویژه در شبکه‌ای مانند بیت‌ کوین) به دلیل هزینه بالای حمله و غیرمتمرکزسازی قوی، به عنوان یکی از امن‌ترین مکانیزم‌های اجماع شناخته می‌شود.

آیا اتریوم همچنان از اثبات کار استفاده می‌کند؟

خیر، شبکه اتریوم در سپتامبر ۲۰۲۲ طی رویدادی به نام ادغام (The Merge) از اثبات کار به اثبات سهام (PoS) مهاجرت کرد.